沥青路面抗滑性能研究现状与展望

作为未来道路交通荷载的主流形式，车辆的行驶稳定性与路面抗滑性能存在着直接关系，而且随着时间变化，沥青路面的抗滑性能受各种不确定性因素的影响。为了明确国内外沥青路面抗滑性能的研究现状，对胎-路接触力学模型和路面附着特性、动摩擦因数的计算方法、不确定性影响因素、抗滑性能评价指标和衰变模型以及抗滑性能在无人驾驶车辆安全性中的应用等热点问题研究进展进行了综述与总结，对比分析了现有沥青路面与橡胶轮胎的接触力学模型，探讨了设计、施工及运营阶段中的不确定性因素，归纳了现有沥青路面抗滑性能评价指标及衰变模型，最后论述了沥青路面抗滑性能的发展方向。分析结果表明：基于路表分形理论的Persson迟滞摩擦理论更适用于沥青路面动摩擦因数的计算要求，计入了橡胶对表面粗糙度的有关尺度变形响应及滑动摩擦的温度依存性；考虑路表峰值附着系数时变性的摩擦因数-滑移率（μ-s）曲线附着系数估算方法更能反映路面实际附着特性；当前沥青路面抗滑性能研究在胎-路相互作用机理、评价指标、衰变模型等方面研究不足，需要从时变性、统一性及车辆抗滑需求感应参数等方面进一步深入研究。推行基于时间效应的抗滑评价指标是沥青路面抗滑层设计与抗滑性能评价发展的必然趋势，也是提高中国沥青路面全寿命周期内服役水平的重要方法。     

基于路网级检测数据的高速公路长期抗滑性能研究

通过统计高速公路新建及养护历史数据,分析沥青路面抗滑性能与运营时间、收费数据的关系,基于收费数据提出了累计交通量指数表征累计交通量大小,计算回归了AC-13、微表处、ECA-10超薄罩面、就地热再生等路表结构层的横向力系数随累计交通量指数的衰减规律。结果表明:AC-13上面层与微表处在长期交通荷载作用下抗滑性能呈现两阶段衰减规律,对数函数拟合曲线反映衰减过程先急后缓; ECA-10超薄罩面由于应用时间不长,抗滑性能衰减尚未达到稳定。基于线性回归的横向力系数衰减规律看,抗滑性能AC-13最好,微表处和就地热再生次之,ECA-10超薄罩面抗滑性能相对薄弱,说明ECA-10超薄罩面在施工过程中要重点控制抗滑指标。     

湿热地区隧道路面抗滑性能衰减原因分析及对策研究

为了给湿热地区隧道路面结构选型和养护决策提供科学依据,在对广东省83座隧道的工作环境、路面类型、路面横向力系数调查研究的基础上,分析了隧道路面抗滑性能衰减的主要原因。结果表明:相对沥青路面,隧道内水泥路面的横向力系数衰减更快;隧道越长、水泥路面抗滑性能衰减越快。隧道水泥路面抗滑性能衰减的原因主要与隧道内的特殊环境有关,同时与交通量、施工质量、原材料等有很大的关系。     

沥青路面路表温度预估模型研究

以山东省永久性沥青路面试验路为研究对象,通过在试验路布设气象观测站,在沥青路面结构不同深度处埋设温度传感器,实测了2007—2008年每1 h的路面温度和气象数据。以距路表面20 mm深度处的路面温度作为路表温度,研究了试验路路表温度的分布规律,对路表温度与气温、太阳辐射强度、降雨之间的相关关系进行了计算分析。考虑到降雨对路面材料热学传导参数的影响,分别研究了雨天和晴天(或阴天)两种天气情况下沥青路面路表温度与气温的相关关系,建立了基于晴天(或阴天)和雨天时路表温度的预估模型。分析结果表明,沥青路面的最高温度和最低温度均出现在距路表面一定深度范围内,雨天情况下路表温度与气温存在着密切相关性;晴天和阴天时,前1 h的平均气温和前3 h的平均太阳辐射强度可以较为准确地反映路表温度。路面温度实测值和预测值的对比表明,预估模型具有较高的预测精度和实用性。     

路面抗滑性能评价指标的相关性研究

随着社会文明程度的提高,道路行车安全越来越被人们所重视。路面抗滑性能是反映路面安全性能的一个重要指标。目前,评价路面抗滑性能主要有三项指标:构造深度、摆值、横向力系数,这三项指标之间的关系尚没有明确的定论。本研究通过现场实测,结合数据分析,对三项指标的相关性进行研究。研究发现,三项指标之间的线性拟合优度都比较低,难以建立线性关系;摆值BPN、横向力系数SFC均与构造深度TD存在负相关关系。说明随着构造深度的增大,摆值和横向力系数都呈减小的趋势,即构造深度越大,路表抗滑能力越大。当摆值BPN较低(大约小于60)时,横向力系数SFC较低,稳定地分布在35以下的水平;当摆值BPN较高(大约大于60)时,横向力系数SFC会突增至50以上。     

基于级配设计的沥青路面抗滑性能影响因素研究

通过测定不同级配AC-13C型沥青混合料的横向力系数,采用统计学分析法研究了不同粒径集料对沥青路面抗滑性能的综合影响;采用"逐步法"的多元线性回归分析结果表明13.2mm粒径集料对沥青路面抗滑性能的影响最大,但由于不同集料之间具有一定的相关性,多元线性回归无法准确判别其他粒径集料对沥青路面抗滑性能的影响;采用主成分分析法对不同粒径集料提取主成分以消除各粒径集料间的线性相关性,并以获取的主成分为自变量、横向力系数SFC为因变量进行一元线性回归分析,结果表明提取的主成分与横向力系数具有优良的线性关系,说明利用主成分分析法结合线性回归分析可探索不同粒径集料对沥青路面抗滑性能的综合影响。     

SMA沥青路面抗滑轮廓构造及施工质量评价

由于SMA材料沥青用量较多,广东省沥青路面交工时间又多在年底,此时气温偏低,常常导致路面开放交通初期时的横向力系数偏低。为了在施工阶段就能及时发现问题并给予改进,采用了评价精度更好的激光扫描轮廓仪,建立了路面轮廓构造平均偏差深度(QLPS)评价指标,并依托工程试验段,开展了平衡抗滑性能与耐水损害间矛盾的研究,确定了SMA-13路面的QLPS控制上下限。依托实际工程并应用于大面积施工质量评价,效果良好。     

基于压力胶片技术的隧道纹理化路面抗滑性能研究

针对隧道水泥混凝土路面出现的抗滑性能不足的问题,从胎/路接触摩擦机理的理论分析出发,采用高精度压力胶片测试技术分别测试新型纹理化路面、沥青路面、刻槽路面及光滑水泥板上的轮胎接触应力分布,并根据相应的测试方法提出对应的评价指标。基于胎/路接触特性提出有效接触率指标评价轮胎接触界面的抗滑构造丰富度,以填补构造深度的缺陷。采用应力分布集中度指标描述轮胎接触应力集中效应,进而反映路表构造与轮胎橡胶的啮合作用。通过现场试验建立应力分布集中度与横向力系数之间的关系。结果表明:与传统上的认识不同,轮胎胎面橡胶与实际粗糙路面构造的接触为典型的点接触状态;有效接触率指标可以很好地表征汽车轮胎与路表构造接触的充分程度,随着路面构造粗糙度的增加,有效接触率下降;应力分布集中度指标与横向力系数之间呈现良好的线性相关关系;纹理化路面的粗糙构造对轮胎橡胶的嵌挤作用产生的应力集中有助于提高路面的抗滑摩擦系数,也进一步验证了纹理化措施对改善水泥混凝土路面抗滑性能的有效性。所选用的柔性压力胶片测试技术稳定可靠,操作简单,为水泥路面的抗滑性能评价与抗滑构造设计优化提供了新的思路。     

沥青路面抗滑性能及测试方法研究

为寻求提高和合理评价沥青路面抗滑性能的方法,通过分析沥青路面抗滑性能的影响因素和探讨现行规范列出的抗滑性能检测方法, 提出沥青路面抗滑性能优化措施,并指出基于测试结果代表性的抗滑性能检测方法的设计方向;指出单轮式横向力系数测试系统因其突出优点应优先选择,并总结了其检测方法的操作要点和注意事项,对提高测试结果精度和合理选择检测方法具有工程实际意义。     

高速公路沥青路面抗滑性能影响因素及衰减规律分析

采用现场试验及理论分析相结合的方法,分析了路面抗滑性能机理,总结综述了沥青路面抗滑性能的影响因素,结合重庆山区多雨特殊地理气候条件,通过重庆地区4条高速公路6年间的横向力系数测试数据,分析了高速公路沥青路面抗滑性能衰减规律,并提出了保持高速公路良好抗滑性能的建议,研究成果可供高速公路沥青路面养护参考。     

沥青路面养护中修罩面工程

沥青路面中修罩面工程是一项养护工程，由于各地重视程度不同，工程质量差别较大，导致一些路段前修后坏，通过实践和理论相结合的方法，以工程实例进行论述，谈谈如何做好沥青路面中修罩面工程。     

格栅加筋沥青混凝土路面的路用性能研究

通过对2种格栅筋沥青混凝土路面的高温稳定性和抗裂性的试验研究，试验结果表明，格栅加筋沥青混凝土路面不但能够改善沥青混凝土路面的高温稳定性，低温抗裂性能，而且能够延缓和减少反射裂缝的产生， 大大提高了路面的使用寿命，其施工工艺也较为简单。     

基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法

水泥混凝土铺面在使用过程中常由于冲刷和沉降产生脱空，进而诱发断板、错台等病害，严重影响铺面使用性能。为此，提出一种基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法，以有效控制混凝土铺面的结构性损坏。通过有限元数值模拟与室内试验，发现板底脱空会影响铺面板局部振动的频谱分布，且影响程度与脱空面积、位置等因素相关。在此基础上，采用分布式光纤传感技术搭建铺面板振动感知系统，分布式地采集铺面板振动特性；利用时频分析技术解析铺面板振动特性，捕获振动频谱特征；研究不同脱空状况下铺面板局部的振动频谱特征。分析结果表明：脱空状况对20~150 Hz频段上频谱特征的影响显著；以该频段为敏感频段，计算加权频率的变化量，并以此为脱空监测指标，提出基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法。于上海龙华机场开展现场试验，在3块铺面板内搭建了分布式振动感知系统；采集了12个测点不同日期的动态弯沉与振动特性数据，比较了振动感知法和传统弯沉法的脱空识别结果。试验结果表明：2种方法的识别结果趋于一致且具有较好的相关性，验证了振动感知法用于脱空识别的可行性。     

沥青路面冷再生路用性能试验

为了研究水泥对废旧沥青混合料路用性能的影响,通过系统的室内试验研究,对旧路面层与基层沥青混合料(Ⅰ型混合料)和旧路面层材料(Ⅱ型混合料)的物理力学性质进行了分析与评定;对冷再生材料的路用性能进行了研究。结果表明:对于试验所用冷再生材料,只要水泥剂量不小于5%,建议采用Ⅰ型混合料的冷再生施工方法。     

土工布沥青加铺层改造旧水泥混凝土路面的研究

介绍在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层时,应用土工布防治沥青路面反射裂缝的关键技术。     

高速公路沥青路面车辙与路面使用性能影响分析

通过对王楼至兰考高速公路长期的观测与调查,研究了车辙病害的发展情况、外部环境因素及其对路面使用性能的影响。研究结果表明：河南地区高速公路沥青路面车辙病害与气温、交通荷载、降雨量等外部环境关系显著,高温以及重载车辆的反复荷载作用是造成车辙的主要原因;河南地区高速公路典型病害的发展可直接反应在路面平整度的变化中,车辙与平整度存在线性相关关系,可通过修复车辙来保证路面良好的平整度。     

水泥混凝土路面加铺沥青路面设计探讨

结合浑河南路水泥混凝土路面加铺沥青路面的设计,探讨加铺沥青路面的设计、减少反射裂缝的措施等,有关经验可供相关专业人员参考。     

路面弯沉盆上的惰性点

论证惰性点的存在性和唯一性，分析惰性点的特性。分析结果表明，路面弯沉盆上的惰性点不仅是存在的，而且是唯一的。根据大量的计算结果，还给出惰性点位置和惰性点弯沉与路面结构参数的关系式。     

钢桥面铺装组合结构的路用性能研究

对比研究了5种钢桥面铺装组合结构(EA-10+EA-10、EA-10+SMA-10、GA-10+EA-10、GA-10+SMA-10和SMA-10+SMA-10)的高温性能、疲劳性能、抗滑性能及防水性能等;同时考察了二阶环氧树脂防水粘结剂与铺装组合结构的界面粘结性能。试验结果表明,采用高韧性环氧沥青混凝土的组合结构具有优异的路用性能;二阶环氧树脂防水粘结剂能很好地适用于各种铺装组合结构。通过试验验证了5种铺装组合结构的综合技术性能,为我国钢桥面铺装提供一定的理论参考。     

旧水泥混凝土路面综合检测评定技术

结合江苏205国道水泥混凝土路面改造的实践，介绍如何对现有水泥混凝土路面进行综合检测，以确定长期运营后的路面各项参数，为加铺层改造设计、老路综合病害分析和相关治理提供重要依据。